DE356513C

DE356513C - Collapsed support isolators

Info

Publication number: DE356513C
Application number: DESCH59020D
Authority: DE
Original assignee: A SCHWAIGER DR ING
Current assignee: A SCHWAIGER DR ING
Priority date: 1920-08-10
Filing date: 1920-08-10
Publication date: 1922-07-25

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AM 25. JULI 1922ISSUED JULY 25, 1922

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

- M 356513 KLASSE 21 c GRUPPE 14- M 356513 CLASS 21 c GROUP 14

(SchjS>020 VIIIJ2IC¹) - (SchjS> 020 VIIIJ2IC ¹ ) -

· A. Schwaiger in Karlsruhe. Gestürzte Stützisolatoren. Patentiert im Deutschen Reiche vom 10. August 1920 ab. · A. Schwaiger in Karlsruhe. Overturned post insulators. Patented in the German Empire on August 10, 1920.

Es ist bekannt, daß die Spannungs-vertei- schaltung der Isolatoren ist in Abb. ι dar-It is known that the voltage distribution circuit of the isolators is shown in Fig.

lung längs der Oberfläche von Isolatoren im wesentlichen bestimmt ist durch die Kapazitäten C der Oberflächenteile gegeneinander, die Kapazitäten c der Oberflächenteile gegen Erde und die Kapazitäten k der Oberflächenteile gegen Leitung. Die allgemeine Ersatz-development along the surface of insulators is essentially determined by the capacities C of the surface parts against each other, the capacities c of the surface parts against earth and the capacities k of the surface parts against the line. The general replacement

hierin bedeutet p die Spannung an der Stelle χ gegen Erde. Das Integral dieser Gleichung lautet, wenn man die Integrationskonstantenhere p means the voltage at the point χ to earth. The integral of this equation is if one considers the constants of integration

15 Φ = :—γ=— (α sin ]/cl χ + α sin |/α (χ — /) + α sin ]/α ί); 15 Φ = : - γ = - (α sin ] / cl χ + α sin | / α (χ - /) + α sin] / α ί);

asm Ka I ^Ε L -k asm Ka I ^Ε L -k

hierin bedeuten: here mean:

c+kc + k

gestellt. An den Punkten χ = ο und χ = I liegt die Spannung P, der Punkt χ = ο ist geerdet.posed. The voltage P is at the points χ = ο and χ = I , the point χ = ο is earthed.

Für die Spannungsverteilung längs des Isolators, also vom Punkt # = 0 bis x = l gilt die DifferentialgleichungThe differential equation applies to the voltage distribution along the insulator, i.e. from point # = 0 to x = l

r.r.

so bestimmt, daß für χ = o₃ p — o und für x z=z I₁ p = P wird,determined so that for χ = o ₃ p - o and for xz = z I ₁ p = P ,

2.2.

Die Innenraumstützisolatoren kann man durch das Isolatormodell (Abb. 2) nachbilden. Das Modell besteht im wesentlichen aus einem zylindrischen Isolationskörper i und zwei Blechtellern t, von denen der obere mit der Leitung und der untere mit der Erde verbunden ist. Da die Anordnung symmetrischThe interior post insulators can be reproduced using the insulator model (Fig. 2). The model essentially consists of a cylindrical insulating body i and two metal plates t, the upper one of which is connected to the line and the lower to the earth. Because the arrangement is symmetrical

ist, ist CC/j = CCis, CC / j = CC

die Gleichungthe equation

: af = — ergibt das Integral: af = - gives the integral

■p = -=— (af sin j/a χ -f af sin j/a (% — l)-\- af sin j/ä l) ■ p = - = - (af sin j / a χ -f af sin j / a (% - l) - \ - af sin j / ä l)

α sin y a I 4- α sin y a I 4-

Die Kurve dieser Gleichung ist in Abb. 3 dargestellt und mit c k bezeichnet; die Gerade g dieser Abbildung stellt die ideale Spannungsverteilung dar.The curve of this equation is shown in Fig. 3 and labeled ck; the straight line g in this figure represents the ideal stress distribution.

Wenn man den unteren Teller beim Isolatormodell wesentlich größer macht als den oberen Teller, so bleibt wegen der unsymmetiischen Anordnung auch die Spannungsverteilung nicht mehr symmetrisch, weil die Kapazitäten k klein- w^rerden gegenüber c. Setzt man in der Gleichung 2 als Grenzfall a_L = 0, so erhält man für die Spannungsverteilung die GleichungIf one makes the lower plate at the insulator model substantially larger than the top plate, so the voltage distribution is not symmetrical due to the unsymmetiischen arrangement, because the capacities small k ^r w ground versus c. If one sets a _L = 0 as the limit case in equation 2, then one obtains the equation for the stress distribution

sinsin

sin J/a I sin Y / a I

5·5 ·

In Abb. 3 ist die Kurve dieser Gleichung in it c bezeichnet. Man sieht, daß jetzt die Spannungsverteilung wesentlich ungünstiger ist; der Spannungsanstieg ist besonders in der .Nähe des Isolatorkopfes sehr groß. In der Praxis hat man stets mit einer unsymmetrischen Anordnung der Stützisolatoren zu rechnen; denn die geerdeten Flächen in der Nähe der Isolatoren (Boden, Wand) sind viel größer als die mit der Leitung verbundenen. Hierzu kommt noch ein weiterer Umstand, der die Spannungsverteilung im gleichen Sinne ungünstig beeinflußt. Abb. 4 stellt einen Stützisolator in gebräuchlicher Ausführung dar, der Isolationskörper ist nicht mehr zylindrisch, sondern hat eine mehr kegelige Form. Man sieht, daß der Verschiebungsstrom zwischen dem Oberflächenelement ο und der Erde in der Hauptsache durch den Isolationskörper verläuft, also durch ein Material mit sehr hoher Dielektrizitätskonstante, während der \?erschiebungsstrom zwischen dem Oberflächen element 0 und der Leitung in der Hauptsache durch die Luft geht, also durch einen Stoff mit niedriger Dielektrizitätskonstante. In das Ersatzschema übertragen heißt das: durch die Form des Isolators ist die Kapazität c groß gemacht gegenüber k. Dadurch wird die Unsymmetrie verstärkt und die Spannungsverteilung noch mehr verschlechtert. Tatsächlich fangen auch die Stützisolatoren immer in der Nähe des Kopfes zu sprühen an.In Fig. 3 the curve of this equation is denoted in it c. It can be seen that the stress distribution is now much less favorable; the increase in voltage is very large, especially in the vicinity of the insulator head. In practice, one always has to reckon with an asymmetrical arrangement of the post insulators; because the earthed surfaces near the insulators (floor, wall) are much larger than those connected to the line. In addition, there is another circumstance which has an unfavorable effect on the stress distribution in the same sense. Fig. 4 shows a post insulator in the usual design, the insulation body is no longer cylindrical, but has a more conical shape. It can be seen that the displacement current between the surface element ο and the earth mainly runs through the insulation body, i.e. through a material with a very high dielectric constant, while the displacement current between the surface element 0 and the line mainly goes through the air , i.e. by a material with a low dielectric constant. Transferred to the substitute scheme, this means that the shape of the insulator makes the capacitance c large compared to k. This increases the asymmetry and worsens the stress distribution even more. In fact, the post insulators always start to spray near the head.

Die vorliegende Erfindung bezweckt nun die Spannungsverteilung durch künstliche Vergrößerung der Kapazität k zu verbessern, und zwar durch eine geeignete Formgebung des Isolators. Es soll bewirkt werden, daß der Verschiebungsstrom zur Erde durch Luft und der Verschiebungsstrom zur Leitung durch den Isolationskörper geht. Dadurch ergibt sich eine Form des Isolators, welche im wesentlichen dadurch gekennzeichnet ist, daß der Isolator unten dünn und oben dick ist. In den Abb. 5, 6, 7 und 8 sind solche Isolatoren dargestellt. Jede der gezeichneten Formen wir-d dabei für eine bestimmte Verwendung besonders günstig sein. Stehen z. B. neben dem Isolator vertikale Wände, so wird er mehr eine der Abb. 5 entsprechende Form erhalten usw. Natürlich muß bei der Formgebung auch auf die mechanische Festig- 9" keit Rücksicht genommen werden.The present invention now aims to improve the voltage distribution by artificially increasing the capacitance k , specifically by means of a suitable shape of the insulator. The aim is to cause the displacement current to the earth to pass through air and the displacement current to the conduction through the insulation body. This results in a shape of the insulator which is essentially characterized in that the insulator is thin at the bottom and thick at the top. Such isolators are shown in Figs. 5, 6, 7 and 8. Each of the drawn shapes will be particularly favorable for a specific use. Stand z. B. next to the insulator vertical walls, it will have more of a shape corresponding to Fig. 5, etc. Of course, the mechanical strength must also be taken into account when shaping.

In manchen Fällen, wenn z. B. Leitungen mit anderen Potentialen in der Nähe sind, kann es zweckmäßig sein, in an sich bekannter Weise die obere Armatur des Isolators mit einer Metallkappe zu versehen, oder eine Innenbelegung anzubringen, um eine noch wirksamere Vergrößerung der Kapazitäten k zu erreichen.In some cases, e.g. B. lines with other potentials are in the vicinity, it may be useful to provide the upper armature of the insulator with a metal cap in a known manner, or to attach an internal covering in order to achieve an even more effective increase in the capacitances k .

Claims

Patent claim:

Support insulators, characterized in that the diameter of the insulator at the top for the purpose of ^1O -zunimmt 5 improve the voltage distribution.

1 sheet of drawings,